Flansch

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Unter einem Flansch wird meistens eine ringförmige Scheibe verstanden, mit deren Hilfe Rohrleitungen miteinander verbunden werden. In der Regel ist dieser Ring fest am Ende eines Rohres angebracht. Die beiden Rohre werden mittels Schrauben, die durch Bohrungen in den aneinander liegenden Flanschen gesteckt werden, und Muttern verbunden.

Flanschverbindung in einer Rohrleitung
Flansch-Kupplung einer Welle im Schiffbau

Wenn ein Rohr am Ende verdickt ist, kann ein solcher dahinter befindlicher Ring an der Stirnfläche der Verdickung anschlagen und die Schraubenkräfte auf das Rohr übertragen. Dann handelt es sich um einen losen Flansch.

Anstatt der Rohre kann es sich auch um Wellen handeln, die fluchtend miteinander verbunden werden. Eine solche Wellenverbindung ist eine Flansch-Kupplung. Auch andere in Maschinen und Bauwerken meistens lösbar miteinander verbundene Teile werden aneinander geflanscht.

Ein in einen Ring eingebautes Lager (Gleit- oder Wälzlager) wird als Flansch-Lager bezeichnet. Es wird über die Bohrungen im Ring am Maschinengestell oder an der Wand eines Lagergehäuses befestigt.

Flanschverbindungen sind zerstörungsfrei lösbar.

EtymologieBearbeiten

Das Wort Flansch[en] ist spätmittelhochdeutschen Ursprungs und bedeutet „[aus einer Fläche] herausragen“. Rohrleitungsflansche ragen radial von Rohrleitungen weg. Es erklärt auch, dass Handwerker etwas an eine Wand anflanschen können, und ebenso die Gurte, die den oberen und unteren Abschluss eines H-Stahlbauprofils (Doppel-T-Träger) bilden, und ebenfalls Flansche (vgl. engl. flange) genannt werden.[1][2]

Beispiele von FlanschverbindungenBearbeiten

  • Verbindung von Rohren,
  • Lagerdeckel zur Fixierung von Lagern in den zugehörigen Gehäusen und auf den zugehörigen Wellen.
  • Verbindung von Motoren und Getrieben,
  • Befestigung von Rotorblättern an Windkraftanlagen,
  • Verbindung von Stahltürmen aus mehreren Segmenten.

Flansche als genormte Verbindungselemente für RohreBearbeiten

 
lose Flansche, gebraucht

Die Verwendung von Flanschen ist eine Methode, Rohrabschnitte lösbar und dicht miteinander zu verbinden. In der Regel wird eine Flachdichtung zwischen die Flansche (beides gelocht), die mit Schrauben und Muttern aufeinander gepresst werden, eingefügt. Die Flansche sind meistens an die Rohrenden angeschweißte Scheiben. Sie gehören zu den Rohrleitungsteilen (Fittings).

An Armaturen und Messgeräten sind häufig Flansche angegossen. Flansche für Rohrleitungen sind nach Nenndruck bezeichnet und durch die Reihe EN 1092 genormt:[3]

  • EN 1092-1 Stahlflansche
  • EN 1092-2 Gusseisenflansche
  • EN 1092-3 Flansche aus Kupferlegierungen
  • EN 1092-4 Flansche aus Aluminiumlegierungen

Flansche werden aus allen geeigneten und gängigen rostfreien und Kohlenstoffstahl-Sorten, wie zum Beispiel 1.4541, 1.4571, F316L, F304L, WStE355, TStE355, LF2, 16Mo3, C22.8, P250GH, S235JRG2, RSt37-2 hergestellt. Ein Flansch wird zum Beispiel nach den entsprechenden Normen DIN, EN, ANSI, GOST, JIS sowie weiteren internationalen Normen und Standards oder auch nach Kundenzeichnung auftragsbezogen gefertigt.[3]

Gerade im Bereich der Losflansche (DIN 2641/2642/EN1092-1 Typ 02), der Glatten Flansche (DIN 2573/2576/EN1092-1 Typ 01) und der Blindflansche (DIN 2527/EN1092-1 Typ 05) sind Kostenreduzierungen erzielbar, wenn statt der Standard-Blattstärke eine reduzierte – aber den Anforderungen genügende – Blattstärke eingesetzt wird.[3]

FlanschartenBearbeiten

Es gibt verschiedene Flanschtypen, die in unterschiedlichen Anwendungsbereichen eingesetzt werden. So können Flansche zum Beispiel an das Rohr geschweißt oder geschraubt werden. Einige Flanschtypen haben ein besseres Stabilitätsverhalten (geringe Blattverformung bei hohen Schraubenkräften), um besondere Dichtheitsanforderungen zu erfüllen.

Bezeichnung Beschreibung Bezeichnung nach EN Bezeichnung nach alter DIN
Vorschweißflansche Flansche mit einem Ansatz zum Anschweißen, beispielsweise an ein Rohr. Sie werden durch Schmieden aus einem Stahlrohling vorgeformt und anschließend durch Drehen und Bohren fertiggestellt. Größere Flansche werden auch aus Formstählen zu Ringen gebogen und dann verschweißt. Dieser Flanschtyp ist konstruktiv besonders stabil und wird auch bei hohen Drücken eingesetzt. Typ 11 DIN2627-DIN2638
Überschieb-Schweißflansche mit Ansatz Diese werden auf das Rohr geschoben und dann mit dem Rohr verschweißt. Im ANSI-Bereich werden sie auch Slip-On-Flansche genannt. Typ 12  
Glatte Flansche Diese werden auf das Rohr geschoben und dann mit dem Rohr verschweißt. Sie werden meist aus einem Blech hergestellt. Größere Flansche werden aus Flachstahl zu Ringen gebogen und dann verschweißt. Typ 01 DIN2573, DIN2576, 
Blindflansche Blindflansche sind ohne Mittelbohrung und werden zum Verschließen verwendet z. B. von zusätzlichen Stutzen an Druckbehältern oder von Rohrleitungsenden. Typ 05 DIN2527
Gewindeflansche Diese Bauart hat statt eines Ansatzes zum Schweißen ein Innengewinde, in welches das Rohr eingeschraubt wird. Typ 13  DIN2566
Lose Flansche Diese Bauart wird nur lose auf das Rohr aufgeschoben. Die eigentliche Befestigung auf dem Rohr übernimmt der dann anzuschweißende Vorschweißring oder Vorschweißbund TYP 04. Sie werden auch verwendet für angeformte Bördel TYP 02. Diese Bauart wird angewendet, wenn die Stellung des Lochkreises des Gegenflansches erst bei der Endmontage definiert werden kann.   DIN2641, DIN2642, DIN2565, 
Blockflansche Diese Bauart besteht aus einem geschmiedeten oder einem gegossenen Block. Die zugehörigen Schraubenlöcher haben ein Innengewinde. Derartige Flansche werden vor allem an Druckbehältern als Rohrstutzen geschweißt sowie zur Befestigung von Schaugläsern genutzt.    
Apparateflansche Sie haben die gleiche Funktion wie normale Flansche, werden aber vorzugsweise an Kesseln, Druckbehältern und Ähnlichem eingesetzt. Sie können daher andere Abmessungen der Flanschblattdicke haben, z. B. bei Gussgehäusen.    
SAE-Flansche SAE-Flansche werden in der Ölhydraulik in verschiedenen Ausführungen eingesetzt. Diese Flanscharmaturen sind auch als CAT-Flansche bekannt, da sie von Caterpillar in den USA entwickelt wurden. SAE-Flansche werden in die Druckstufen 3000, 6000 und 9000 PSI unterteilt. Ein Beispiel für SAE-Flansche ist der F37-Flansch.    
Vakuumflansche Vakuumflansche dienen der lösbaren Verbindung von Vakuumgefäßen. Es gibt sie als Kleinflansche, Klammerflansche und CF-Flansche.    
Übergangsflansch Pressfittings GD Die Bauform dieser Flansch ermöglicht einen Übergang von einem Pressfittings-System GD zum Flanschsystem. Meistens sind diese gegossen und haben eine M-Kontour.

AbmessungsbereicheBearbeiten

Eine kleine Auswahl möglicher Abmessungsbereiche. Größere Abmessungen sind selbstverständlich auch möglich.

Flanschtyp Abmessungsbereich
Blindflansche DN10 – DN2500 ½” – 24″
Gewindeflansche mit Ansatz DN15 – DN150 ½” – 24″
Flansche glatt DN10 – DN2500
Vorschweißflansche DN10 – DN2500
lose Flansche, glatte Bunde DN10 – DN2500
lose Flansche, Vorschweißbunde DN10 – DN2500
Schweißflansche mit Ansatz Beispiel DN15 – DN2500
Lap Joint Flanges ½” – 24″
Socket Welding Flanges ½” – 3″

NormenBearbeiten

Die Tabelle zeigt eine Gegenüberstellung der bisherigen DIN-Normen für Flansche und den Flanschtypen in der derzeit gültigen DIN EN 1092-1:2013-04. Hiermit wurden verschiedene Flanschnormen (zum Teil je Nenndruck eine Norm) in einer Norm zusammengefasst.

bisherige Norm Beschreibung Flanschtyp nach der DIN EN 1092-1
DIN2527 PN6 – PN100 Blindflansche Typ 05
DIN2566 PN10 – PN16 Gewindeflansche mit Ansatz Typ 13
DIN2627-DIN2638 Vorschweißflansche Typ 11
DIN2641; DIN2642 Lose Flansche, Vorschweißbördel, glatte Bunde Typ 02,33,32
DIN2655; DIN2656 Lose Flansche, glatte Bunde Typ 02,33,32
DIN2673 Lose Flansche mit Vorschweißbund Typ 04,34
DIN86029; DIN86030 Schweißflansche mit Ansatz (zurückgezogen!)
EN1092-1/01 Glatter Flansch zum Schweißen, PN2,5 – PN100 Typ 01
EN1092-1/02 Loser Flansch für Typen 32-37, PN2,5 – PN40 Typ 02
EN1092-1/05 Blindflansch, PN2,5 – PN100 Typ 05
ISO 7005-1 Flansche aus Metall – Stahlflansche, Verweis auf EN1092-1!
ISO 7005-2 Flansche aus Metall – Gußeisenflansche, PN2,5 – PN50
ISO 7005-3 Flansche aus Metall – Kupferlegierungen und Verbundmaterialien, PN2,5 – PN50

WeblinksBearbeiten

Commons: Flansche – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

EinzelnachweiseBearbeiten

  1. Duden | Flansch | Rechtschreibung, Bedeutung, Definition, Herkunft. Abgerufen am 31. März 2017.
  2. Günther Holzmann, Heinz Meyer, Georg Schumpich: Technische Mechanik: Teil 3: Festigkeitslehre. 7. Auflage. S. 178–180, 81.
  3. a b c Manfred Pister, Jörn Ohmann: Abgasanlage für Dieselfahrzeuge Exhaust system for diesel vehicles. DE102013016235 A1, 2. April 2015 (google.no [abgerufen am 31. März 2017]).